练案[36]　选修5　第36讲　生命中的基础有机化合物　有机合成与推断

[练案36]

第36讲　生命中的基础有机化合物　有机合成与推断

A组　基础必做题

1．(2022·江苏盐城模拟)《天工开物》中记载：“人贱者短褐、枲裳，冬以御寒，夏以蔽体，其质造物之所具也。属草木者，为枲、麻、苘、葛，属禽兽与昆虫者为裘褐、丝绵。各载其半，而裳服充焉矣”。文中的“枲、麻、苘、葛”和“裘褐、丝绵”的主要成分分别属于(　A　)

A．糖类、蛋白质 B．糖类、油脂

C．蛋白质、纤维素 D．纤维素、油脂

[解析]　枲、麻、苘、葛属草木，主要成分是纤维素，属糖类；裘褐、丝绵属禽兽与昆虫，主要成分是蛋白质。

2．(2022·湖南邵阳模拟)据估计，地球上的绿色植物通过光合作用每年能结合来自CO2中的碳1 500亿吨和来自水中的氢250亿吨，并释放4 000亿吨氧气。光合作用的过程一般可用下式表示：CO2＋H2O＋微量元素(P、N等)(蛋白质、碳水化合物、脂肪等)＋O2，下列说法不正确的是(　B　)

A．蛋白质、碳水化合物和脂肪都是与生命活动有关的营养物质

B．碳水化合物就是由碳和水组成的化合物

C．叶绿素是光合作用的催化剂

D．淀粉也是光合作用的产物之一，它的水溶液遇碘酒会变蓝

[解析]　蛋白质、碳水化合物和脂肪都是人体的基本营养物质，是与生命活动有关的营养物质，A说法正确；碳水化合物就是糖类化合物，而碳、水组成的物质为混合物，B说法错误；根据光合作用的原理，叶绿素是光合作用的催化剂，C说法正确；淀粉也属于糖类，也是光合作用的产物之一，它的水溶液遇碘酒(含有单质碘)会变蓝，D说法正确。

3．(2022·江苏吴江模拟)2020年，新型冠状病毒肺炎疫情席卷全球众多国家和地区，严重威胁着人们的身体健康。在抗击新冠肺炎疫情中，一次性医用口罩等物资起了重要的作用。一次性医用口罩中核心材料熔喷布是以聚丙烯纤维为主要原料生产的，下列说法正确的是(　A　)

A．聚丙烯可通过丙烯的加聚反应制得

B．聚丙烯的结构表示为CH2CHCH3

C．聚丙烯、糖类和蛋白质都属于有机高分子化合物

D．聚丙烯和乙烯互为同系物

[解析]　丙烯通过加聚反应可以制得聚丙烯，故A正确；聚丙烯的结构简式应为，故B错误；糖类中的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等都不是有机高分子，故C错误；互为同系物要求结构相似，分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团，聚丙烯和乙烯不符合要求，故D错误。

4．(2022·浙江宁波模拟)聚氨酯类高分子材料PU用途广泛，其合成反应为

＋(n＋1)HO(CH2)4OH

下列说法不正确的是(　B　)

A．HO(CH2)4OH的沸点高于CH3CH2CH2CH3

B．高分子材料PU在强酸、强碱中能稳定存在

C．合成PU的两种单体的核磁共振氢谱中均有3个吸收峰

D．以1,3－丁二烯为原料，可合成HO(CH2)4OH

[解析]　HO(CH2)4OH常温下为液态，CH3CH2CH2CH3常温下为气态，因此HO(CH2)4OH的沸点高于CH3CH2CH2CH3，A正确；高分子材料PU含有肽键和酯基，在强酸、强碱条件下均能发生水解反应，不能稳定存在，B错误；以b线为对称轴，核磁共振氢谱有3个吸收峰，中以a线为对称轴，核磁共振氢谱有3个吸收峰，C正确；1,3－丁二烯和溴发生1,4－加成反应，生成BrCH2—CH===CH—CH2Br，然后与氢气发生加成反应、再与氢氧化钠溶液发生取代反应生成HO(CH2)4OH，D正确。

5．以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物，E是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成E的路线如下：

回答下列问题：

(1)葡萄糖的分子式为__C6H12O6__。

(2)A中含有的官能团的名称为__羟基__。

(3)由B到C的反应类型为__取代反应__。

(4)C的结构简式为____。

(5)由D到E的反应方程式为__＋NaOH―→＋CH3COONa__。

(6)F是B的同分异构体。7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，F的可能结构共有__9__种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为____。

[解析]　(2)葡萄糖催化加氢，醛基变为羟基。(3)由B到C过程中，分子中增加2个碳原子，故B中只有1个羟基发生酯化反应。(6)B的分子式为C6H10O4，相对分子质量为146，则7.30 g F的物质的量为0.05 mol,1 mol F分子中应含有2 mol —COOH，则F的可能结构有9种：、、，另一个—COOH连在编号碳原子上。

6．(2022·山东威海一模)合成EPR橡胶()广泛应用于防水材料、电线电缆护套、耐热胶管等；PC塑料)透光性良好，可制作挡风玻璃以及眼镜镜片等。它们的合成路线如下：

已知：①RCOOR1＋R2OHRCOOR2＋R1OH

②(CH3)2C===CHCH3＋H2O2＋H2O

(1)A的名称为__丙烯__，反应Ⅲ的反应类型为__加成反应__，H的结构简式为____。

(2)在工业生产过程中，反应Ⅰ除了能得到高纯度的苯酚和丙酮之外，还能回收副产物和__甲醇(或CH3—OH)__。

(3)反应Ⅱ发生时，条件控制不当有可能生成高分子，其结构简式可能是____。

(4)反应Ⅳ的化学方程式为

＋(2n－1)CH3OH。

(5)有机物E满足下列条件的同分异构体有__2__种。

①含2个苯环和2个羟基，且2个羟基不能连在同一个碳上。

②与FeCl3溶液作用不能显紫色。

③核磁共振氢谱显示有5组峰，峰面积比为1∶2∶2∶2∶1。

(6)已知：2—COOH＋H2O。以邻二甲苯和苯酚为原料合成酚酞()，无机试剂任选，写出合成路线：

__

__ (用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件)。

[解析]　(1)根据分析可知A为CH2===CHCH3，其名称为丙烯；根据反应Ⅲ的反应物和产物可知该过程中CO2中的一个碳氧双键被破坏，所以为加成反应；根据分析可知H为。(2)反应Ⅰ的反应物为C9H12，发生反应Ⅰ的过程中碳原子总数不变，多了两个氧原子，其中一个氧原子形成碳氧双键，已知一个副产物为，则另一副产物含有一个碳原子，一个氧原子，且不含碳氧双键，所以另一副产物为CH3OH。(4)反应Ⅳ与题目所给信息反应①类似。(5)E为，其同分异构体满足：①含2个苯环和2个羟基，且2个羟基不能连在同一个碳上；②与FeCl3溶液作用不能显紫色，说明不含酚羟基；③核磁共振氢谱显示有5组峰，峰面积比为1∶2∶2∶2∶1，说明该分子对称，则满足条件的结构有和，共2种。(6)以和合成，对比前后结构可知，需要将苯酚与羰基结构反应，即发生类似反应Ⅱ的反应，同时邻二甲苯右侧要形成环状结构；邻二甲苯可以被酸性高锰酸钾溶液氧化成，再结合题目信息可知在脱水剂的作用下可以形成所需的环状结构。

B组　能力提升题

7．(2021·河北，2)高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是(　B　)

A．芦苇可用于制造黏胶纤维，其主要成分为纤维素

B．聚氯乙烯通过加聚反应制得，可用于制作不粘锅的耐热涂层

C．淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质

D．大豆蛋白纤维是一种可降解材料

[解析]　A项，芦苇的主要成分为纤维素，可用于制造黏胶纤维，正确；B项，聚氯乙烯可以由氯乙烯通过加聚反应得到，但聚氯乙烯受热释放出有毒气体，不能用作不粘锅的耐热涂层，错误；C项，淀粉属于天然高分子物质，其相对分子质量可达几十万，正确；D项，大豆蛋白纤维是以食用级大豆蛋白粉为原料，改变蛋白质空间结构，经湿法纺丝而成、容易降解，正确。

8．(2020·北京，13)高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品，合成路线如下：

下列说法不正确的是(　D　)

A．试剂a是甲醇

B．化合物B不存在顺反异构体

C．化合物C的核磁共振氢谱有一组峰

D．合成M的聚合反应是缩聚反应

[解析]　A项，由高分子M逆推可知其单体为(C)和 (B)，故B是由乙炔与甲醇发生加成反应得到的，正确；B项，中双键左侧的碳原子上连有两个H原子，不存在顺反异构，正确；C项，的结构是对称的，核磁共振氢谱只有一组峰，正确；D项，合成M的反应是两个含碳碳双键的有机物的加聚反应，错误。

9．(2022·北京西城区模拟)中国科学家在某杂志发表论文，合成了一种代号为ICM－101的高能量密度材料。合成该高能物质的主要原料为草酰二肼，结构简式如图所示。下列有关草酰二肼的说法正确的是(　C　)

A．可由草酸(HOOC—COOH)和肼(H2N—NH2)发生酯化反应制备

B．不能发生水解反应

C．与联二脲(H2NCONHNHCONH2)互为同分异构体

D．分子中最多有12个原子处于同一平面(已知NH3分子构型为三角锥形)

[解析]　草酰二肼中不含酯基，草酸与肼发生取代反应生成草酰二肼和H2O，A项错误；草酰二肼中含，能发生水解反应，B项错误；草酰二肼和联二脲的分子式都是C2H6N4O2，两者结构不同，互为同分异构体，C项正确；草酰二肼中C原子都为sp2杂化，N原子都为sp3杂化，联想HCHO和NH3的结构，单键可以旋转，草酰二肼分子中最多有10个原子处于同一平面上(如图，所示的10个原子)，D项错误。

10．(2022·江西宜春模拟)新冠肺炎，它的病原体——新冠病毒由蛋白质和核酸组成，核酸由核苷酸组成。核苷酸的单体由五碳糖、磷酸基和含氮碱基构成，下列说法正确的是(　D　)

A．蛋白质、糖类、核酸均是能水解的高分子化合物

B．五碳糖(C5H10O5)与葡萄糖互为同系物

C．戴口罩可有效阻断新冠病毒的传播，熔喷布(主要原料是聚丙烯)能使酸性高锰酸钾溶液褪色

D．NaClO溶液用作消毒剂，是因为NaClO能使病毒蛋白质变性

[解析]　蛋白质是由氨基酸脱水缩聚而成的，核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子，二者也能水解，但糖类中单糖不能发生水解反应，单糖和低聚糖也不是高分子化合物，故A错误；五碳糖(C5H10O5)与葡萄糖(C6H12O6)组成相差1个CH2O，不符合同系物的定义，故B错误；聚丙烯的结构简式为，聚丙烯结构中不含有碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误；NaClO溶液用作消毒剂，是因为NaClO有强氧化性，能使病毒蛋白质变性，故D正确。

11．(2021·山东泰安1月联考，12)2020年2月4日李兰娟院士指出阿比朵尔是第6套治疗“新冠肺炎”的首选药物，其合成路线如图所示：

回答下列问题：

(1)A的名称为__4－硝基苯酚或对硝基苯酚__；B→C的反应类型为__还原反应__。

(2)阿比朵尔分子中含氧官能团的名称为__酯基、羟基__；C的结构简式为____；F的分子式为__C15H17NO4__。

(3)写出D在足量的烧碱溶液中反应的方程式：＋3NaOHCH3CH2OH＋

CH3COONa＋H2O。

(4)芳香族化合物H是B的同分异构体，符合下列条件的H的结构共有__6__种。

①属于三元取代物；

②能够水解且能够发生银镜反应；

③1 mol H水解时能够消耗4 mol NaOH。

其中核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶2的结构简式为或。

(5)设计以苯、丙酮为原料制备的合成路线：

__。

[解析]　(1)借助题中信息，逆推可以得出A的结构为，名称为4－硝基苯酚或对硝基苯酚；根据分子式及官能团变换特点，可以得出B→C的反应类型为还原反应；(2)借助题中提供的阿比朵尔分子结构特点，可以得出分子中含氧官能团的名称为酯基、羟基；由B→C发生—NO2还原为—NH2的反应，可以得出C的结构简式；根据题中提供的F的结构特点，可以得出F的分子式为C15H17NO4；(3)D的结构中有两个酯基，水解生成的羧酸和酚与NaOH反应，生成的醇则不反应；(4)能够发生银镜反应，说明必含有—CHO，能够发生水解反应，说明含有酯基或肽键，1 mol H水解能够消耗4 mol NaOH，说明不可能含有肽键，应该属于酚酯类，即该分子苯环结构上一定含有1个—NH2,2个HCOO—，若HCOO—处于苯环的对位，—NH2在苯环上仅有一种结构，即；若HCOO—处于苯环的间位，—NH2在苯环上有3种结构，即；若HCOO—处于苯环邻位，—NH2在苯环上有2种结构，即；共有同分异构体种类为6种，其中核磁共振氢谱有4种峰，其面积之比为1∶2∶2∶2的结构应该为或；(5)采用逆推法：

。

12．(2021·山东济南4月阶段性检测，19)某维生素的生理功能是维持上皮组织的完整性和细胞膜的通透性，维持正常视觉，促进年幼动物生长等。以下是该维生素的合成路线的一部分：

已知：

(1)B中官能团的名称为__羰基、羟基__。

(2)由E生成H的反应类型为__取代(反应)__。

(3)写出由C和M生成N的方程式__＋__

__CH≡CMgCl―→__。

(4)D的结构简式为____。

(5)B的同分异构体中能发生银镜反应但不能发生水解反应的共__8__种，其中核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6∶1∶1的同分异构体的结构简式为____。

(6)聚苯乙烯树脂是一种良好的保温材料，请以甲苯为原料，参照题中信息，设计路线合成聚苯乙烯，无机试剂任选__

__

__

__。

[解析]　B生成C发生醇的消去反应，脱去一分子水，C为，由信息可知C和M生成N为，再发生水解得到D为。(5)B的同分异构体中能发生银镜反应说明含有醛基，但不能发生水解反应说明不含有酯基，则满足条件的有：①改变羟基的取代位置，HO—CH2CH2CH2—CHO、、、、；②改变官能团，H3C—O—CH2—CH2—CHO、CH3CH2—O—CH2CHO、，总共8种；其中核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6∶1∶1的同分异构体的结构简式为；(6)逆推法解决合成聚苯乙烯的问题，需要苯乙烯，逆推需要醇的消去反应得到碳碳双键，根据信息条件，含有C==O键的物质与CH3MgX反应再经水解能得到醇羟基，可知需要苯甲醛，以甲苯为原料，经卤素原子取代后，水解得到醇类，再催化氧化得到苯甲醛。